本發(fā)明屬于節(jié)能領(lǐng)域，尤其是一種提升浮標(biāo)水下供電系統(tǒng)電磁耦合效率的新型磁芯結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

海洋浮標(biāo)是海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，而電能供給問(wèn)題是海洋浮標(biāo)系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵，為了解決海洋浮標(biāo)系統(tǒng)供電難的問(wèn)題，目前提出了一種基于電磁耦合原理的非接觸電能傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)將固定海洋浮標(biāo)用的鋼纜和傳輸電能用的電纜分開(kāi)，用一個(gè)和鋼纜線平行的電纜環(huán)專(zhuān)門(mén)用于電能傳輸。電能傳輸系統(tǒng)的核心部件電磁耦合器主要是選擇U型鐵氧體磁性對(duì)接的方式，實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)傳輸效率約為57％，基本能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸電能的小功率傳輸，對(duì)解決海洋浮標(biāo)的電能供給問(wèn)題具有一定的意義，但是目前隨著社會(huì)發(fā)展，儀器設(shè)備多樣化，這種浮標(biāo)水下供電方式的電能傳輸效率太低，主要原因是電磁耦合器的兩個(gè)U型磁性對(duì)接不能達(dá)到完全無(wú)隙，而導(dǎo)致實(shí)際使用時(shí)電磁耦合器中間有空氣間隙，由于空氣的磁導(dǎo)率極低，導(dǎo)致整個(gè)電磁耦合器的電磁耦合效率低下，電能轉(zhuǎn)換效率不高，本發(fā)明主要是發(fā)明一種新型電磁耦合器磁芯結(jié)構(gòu)，解決上面提到的電磁耦合器空氣間隙問(wèn)題，提高浮標(biāo)水下供電電能轉(zhuǎn)換效率。

現(xiàn)有的電磁耦合器結(jié)構(gòu)參見(jiàn)附圖1所示是兩個(gè)U型結(jié)構(gòu)磁性對(duì)接，中間穿過(guò)電纜線形成電磁耦合的兩級(jí)，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)實(shí)際使用時(shí)，采用電磁耦合器有空隙的ansys電磁仿真可以發(fā)現(xiàn)在空隙處，磁力線不完全是沿著U型磁芯的對(duì)接面直接耦合，部分進(jìn)入空氣，沿著空氣路徑耦合，這就是該結(jié)構(gòu)效率低下的主要原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種提升浮標(biāo)水下供電系統(tǒng)電磁耦合效率的新型磁芯結(jié)構(gòu),解決上面提到的電磁耦合器空氣間隙問(wèn)題，提高浮標(biāo)水下供電電能轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種提升浮標(biāo)水下供電系統(tǒng)電磁耦合效率的新型磁芯結(jié)構(gòu)，其特征在于：兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)接使用，兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)接使用，磁芯結(jié)構(gòu)的一端上部制有上部磁力對(duì)接端，磁芯結(jié)構(gòu)的另一端下部制有下部磁力對(duì)接端，兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)相對(duì)嵌裝配合，在相對(duì)配合的上部磁力對(duì)接端與下部磁力對(duì)接端之間的橫向端面及縱向端面之間均形成磁力。

而且，所述磁芯結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)側(cè)板為一矩形平板，結(jié)構(gòu)側(cè)板的橫向一側(cè)上部后方制有一上直角折彎，直角折彎下方的結(jié)構(gòu)側(cè)板的橫向一側(cè)下部制有四分之一的直角切槽；結(jié)構(gòu)側(cè)板的橫向另一側(cè)后方制有纏線側(cè)板，纏線側(cè)板的后側(cè)上部制有直角切槽，直角切槽后端內(nèi)側(cè)制有一下直角折彎；纏繞線圈位置為直角切槽前方的纏線側(cè)板上。

而且，兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的對(duì)接位置，其中一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的上直角折彎扣接在另一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的下直角折彎的上，同時(shí)，另一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的上直角折彎扣接在一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的下直角折彎的上方；兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)之間水平方向的形成磁力，同時(shí)，在兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)接的位置還形成垂直方向磁力。

而且，具體使用步驟：

⑴將一個(gè)磁芯作為與水下系統(tǒng)電路直接連接的部分，在該磁芯上纏繞線圈作為電磁耦合器的次級(jí)，水下系統(tǒng)電路的初級(jí)；

⑵纏繞線圈的時(shí)完全纏繞包裹磁芯結(jié)構(gòu)中部，但纏繞位置不越過(guò)上直角折彎及下直角折彎；

⑶纏繞完線圈后，將磁芯進(jìn)行密封；磁芯密封時(shí)，沒(méi)有線圈的磁芯后部采用有彈性的膠水，只露出端部位置；

⑷最后將密封后的磁芯對(duì)接并擰緊螺絲，保證電磁耦合器磁芯接觸良好。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本發(fā)明消除現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中空氣間隙對(duì)電磁耦合器的影響，提高電磁耦合器的相對(duì)磁導(dǎo)率，提升電磁耦合效率，使浮標(biāo)水下供電系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換效率大大提高，使得浮標(biāo)水下系統(tǒng)相關(guān)探測(cè)儀器可安裝更多，水文探測(cè)更加多樣化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的磁芯結(jié)構(gòu)；

圖2為本磁芯的主視圖；

圖3為本磁芯的左視圖；

圖4為本磁芯的俯視圖；

圖5為磁芯纏線位置示意圖；

圖6為兩個(gè)磁芯對(duì)接位置示意圖。

圖7為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)兩個(gè)U型磁性結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的ansys電磁仿真圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種提升浮標(biāo)水下供電系統(tǒng)電磁耦合效率的新型磁芯結(jié)構(gòu)，兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)接使用，磁芯結(jié)構(gòu)的一端上部制有上部磁力對(duì)接端，磁芯結(jié)構(gòu)的另一端下部制有下部磁力對(duì)接端，兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)相對(duì)嵌裝配合，在相對(duì)配合的上部磁力對(duì)接端與下部磁力對(duì)接端之間的橫向端面及縱向端面之間均形成磁力；

磁芯結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)以附圖2所示的主視圖方向進(jìn)行描述，結(jié)構(gòu)側(cè)板1為一矩形平板，結(jié)構(gòu)側(cè)板的橫向一側(cè)上部后方制有一上直角折彎5，直角折彎下方的結(jié)構(gòu)側(cè)板的橫向一側(cè)下部制有四分之一的直角切槽；結(jié)構(gòu)側(cè)板的橫向另一側(cè)后方制有纏線側(cè)板2，纏線側(cè)板的后側(cè)上部制有直角切槽3，直角切槽后端內(nèi)側(cè)制有一下直角折彎4；纏繞線圈位置為直角切槽前方的纏線側(cè)板上。

使用時(shí)，兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)相對(duì)接位置示意圖參見(jiàn)圖6，其中一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的上直角折彎扣接在另一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的下直角折彎的上，同時(shí)，另一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的上直角折彎扣接在一個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)的下直角折彎的上方；兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)之間水平方向的形成磁力，同時(shí)，在兩個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)接的位置還形成垂直方向磁力。

本磁芯結(jié)構(gòu)的原理是：磁力線沿著磁導(dǎo)率最高的路徑形成，主要結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在之前的水平方向磁芯結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加了一組垂直方向的磁芯，這樣的結(jié)果就是下面磁芯的空隙上方正好是上面磁芯的本體，所以下面磁芯中磁力線傳輸時(shí)候遇到下面磁芯的空隙會(huì)轉(zhuǎn)而進(jìn)入上面磁芯體中，上面磁芯同理，這樣相當(dāng)于消除了大部分空隙間隙的影響，提升了整個(gè)電磁耦合器的相對(duì)磁導(dǎo)率，大大提高了電磁耦合效率，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。

具體使用時(shí)候，其中一個(gè)磁芯作為與水下系統(tǒng)電路直接連接的部分，圖5所示在磁芯箭頭所指A處纏繞線圈作為電磁耦合器的次級(jí)，水下系統(tǒng)電路的初級(jí)，注意，纏繞線圈的時(shí)候?qū)⒋判咀詈裉幎及M(jìn)去，而且注意纏繞位置不要越過(guò)上圖左側(cè)中間那根橫線所示位置，如果越過(guò)，將導(dǎo)致電磁耦合器磁芯對(duì)接無(wú)法操作，因?yàn)榫€圈會(huì)擋住對(duì)接位置。

纏繞完線圈后，將磁芯進(jìn)行密封，密封后裸露部分如圖5所示，只露出端部。對(duì)接磁芯直接密封，密封效果同理。最后將密封后的磁芯對(duì)接并擰緊螺絲，由于磁芯密封時(shí)，沒(méi)有線圈的磁芯后部采用有彈性的膠水，因此對(duì)接后擰緊螺絲能保證電磁耦合器磁芯接觸良好。

盡管為說(shuō)明目的公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。